电机学复习知识点课件

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1、复习知识点：变压器篇 1、额定电压调整率和额定效率是标志变压器性能的主要指标。 2、电压调整率：当一次侧电压保持为额定电压，负载功率因数为常值，从空载到负载时二次侧电压变化的百分值，用u表示。 3、当铜耗恰好等于铁耗时，变压器的效率将达到最大。 4、变压器运行时将产生损耗，变压器的损耗分为铜耗和铁耗两类。每一类又包括基本损耗和杂散损耗。铜耗与负载电流的平方成正比，因而也称为可变损耗。铁耗可近似认为与 或 成正比，由于变压器的一次电压保持不变,故铁耗可视为不变损耗。,复习知识点： 5、变压器理想并联运行的条件： （1）各变压器的额定电压和电压比应当相等； （2）各变压器的联结组号必须相同； （3

2、）各变压器的短路阻抗标么值相等，且短路阻抗角也相等。 6、并联变压器所分担的负载电流的标幺值，与漏阻抗的标幺值成反比。为达到理想的负载分配，各变压器应当具有相同的漏阻抗标幺值，要使负载电流标幺值同相位，漏阻抗应该有相同的阻抗角。 7、实际并联运行时，要求变压器联结组号必须相同，电压比的偏差要严格控制，漏阻抗的标幺值相差不能大于10%，阻抗角允许有一定差别。,复习知识点：直流电机篇 8、直流电动机电磁关系： 9、直流发电机电磁关系：,直流电流,交流电流,电磁转矩 (拖动转矩),换向,机械负载,旋转,做功,反电动势,输出 直流电,换向,原动机,感应电动 势、电流,电磁转矩 （阻转矩）,做功,(1)

3、 定子 主磁极：相邻主磁极呈N、S交替排列。 换向磁极 机座 端盖 电刷,(2) 转子（电枢）,电枢铁心 电枢绕组,换向器：整流（发电机）或逆变（电动机）。 转轴与风扇,10、直流电机结构：,11、直流电机励磁方式,+ Ua ,+ Uf ,他 励,并 励,串 励,复 励,(1) 直流电动机按励磁方式分类,I,(2) 直流发电机按励磁方式分类,他 励,串 励,复 励,并 励,I,(1) 额定电压 UN 发电机的 UN ：指输出电压的额定值。 电动机的 UN ：指输入电压的额定值。 (2) 额定电流 IN 发电机的 IN ：指输出电流的额定值。 电动机的 IN ：指输入电流的额定值。 (3) 额定

4、功率 PN 发电机的 PN ：指输出电功率的额定值(UN IN ) 。 电动机的 PN ：指输出机械功率的额定值 (UN INN ) 。,12、 额定值,(4) 额定转速 nN：额定状态下运行时，转子的转速。 13、组成绕组的基本单元称为元件。 14、元件的一条有效边放在槽的上部，另一条有效边放在另一槽底部，每一槽内有上层和下层两个元件边构成双层绕组。元件首尾按一定规律接到不同的换向器片上，最后使整个绕组通过换向片连接成一个闭合回路。 15、Qu(虚槽数)=S(元件数)=K(换向片数) 16、,=整数,整距绕组 短距绕组 长距绕组,第一节距y1：一个元件的两条有效边在电枢表面上所跨的虚槽数，称

5、为第一节距。 17、第二节距y2：相串联的两个元件中，第一个元件的下层边与第二个元件的上层边在电枢表面所跨过的虚槽数，称为第二节距。 18、极距：一个主磁极在电枢表面所跨过的距离。 19、合成节距y：相串联的两个元件对应边在电枢表面所跨过的虚槽数，称为合成节距。,元件的连接次序和连接规律取决于合成节距。 20、叠绕组：指同一个磁极下元件依次串联，后一个元件总是叠在前一个元件上； 21、波绕组：指把属于同一极性下对应的元件依次串联起来，像波浪一样延伸。 22、y=yc（换向器节距） 23、,单叠绕组的特点：,同一主磁极下的元件串联成一条支路，主磁极数（2p）与并联支路数（2a=）相同。,电刷数等

6、于主磁极数，电刷位置应使感应电动势最大，电刷间电动势等于并联支路电动势。,电枢电流等于各支路电流之和。 y=yc=1,24、电刷的中心线对着磁极的中心线： 电刷之间的电动势最大。 被电刷短接的元件电动势为零。 习惯称 “电刷放在几何中心线位置”。 25、单波绕组的特点:,同极下各元件串联组成一条支路，支路对数为1，与极对数无关；,当元件的几何形状对称时，电刷在换向器表面上的位置对准主磁极中心线，支路电动势最大；,电枢电动势等于支路感应电动势.,电刷数等于磁极数；,y=yc=（Qu-1）/p,26、直流电机电枢反应：,电枢磁动势对气隙主极磁场的影响。,27、电刷放置位置：真实电刷一般放在主磁极中

7、心线上，一个元件的两个引出线到换向片的距离相等。 电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。 电刷放在几何中心线上，电枢磁动势是一个交轴磁动势。 28、电枢从几何中心线移刷，电枢反应,E = CE n CE 电动势常数：,(V),(书上电枢绕组总导体数Za),29、直流电机电枢绕组的感应电动势,(1) 大小,(2) 方向： 由 和 n 共同决定。 (3) 性质： 发电机为电源电动势；电动机为反电动势。,(1) 大小 T = CT Ia CT 转矩常数： (2) 方向 由 和 Ia 共同决定。 (3) 性质,(Nm),CT = 9.55 CE,30、直流电枢绕组的电磁转矩,31、电动机惯例：以输入电流

8、作为电枢电流正方向，Ia与Ea方向相反。,32、发电机惯例：以输出电流作为电枢电流正方向，Ia与Ea方向相同。,33、直流电机转矩平衡方程,（1）电动机转矩平衡方程,（2）发电机转矩平衡方程,Te为电磁转矩，T2为输出的负载机械转矩，T0为空载转矩。,T1为原动机动力转矩，Te为电磁转矩，T0为空载转矩。,34、转子机械角速度：,并励直流发电机功率流程图, 并励直流发电机功率平衡方程式：,P1= P2+ p p= pCua + pCufp + pFe p,35、,他励直流电动机功率流程图, 他励直流电动机功率平衡方程式：,36、,输入功率：P1=UI,电枢回路功率平衡方程:,输出功率平衡方程:

9、,空载损耗,pe = p2+(pFepp),p0 = pFepp,bingli直流电动机功率流程图, bingli直流电动机功率平衡方程式：,输入功率：P1=UI,电枢回路功率平衡方程:,输出功率平衡方程:,空载损耗,pe = p2+(pFepp),p0 = pFepp,37、,p1 = pe+pcua+pcuf,38、电机的可逆性不但适用于直流电机，也适用于其他各种旋转电机。,39、并励发电机自励条件 磁路中必须有剩磁r； 励磁磁动势必须与剩磁方向相同； 励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。 40、并励发电机外特性 负载（负载电流）增加时， U 下降较快。 外特性有拐弯现象。 稳态短路电流不大

10、。,41、他励电动机稳态电枢电流 Ia 的大小取决于负载的大小。 42、并励电动机在运行时，励磁绕组绝对不能开断，如果开断，会发生以下情况： 43、并励电动机机械特性较硬，串励电动机机械特性较软，积复励电动机机械特性介于并励和串励电动机之间，, 若 T TL(轻载),n ,飞车！, T TL (重载),n ,n = 0, 闷车！,一、起动,二、调速方法,三、制动方法,（1）直接起动 （2）降压起动 （3）电枢串电阻起动,（1）降压调速 （2）电枢串电阻调速 （3）弱磁调速,（1）能耗制动 （2）反接制动 （3）发电反馈制动,44、直流电机起动、调速、制动,交流电机共同问题篇,45.槽距角（电角

11、度）：相邻两个槽间的电角度。定子铁心的横截 面是一个圆，其几何角度为360度。,46.每极每相槽数q：每个极域内每相所占的槽数。,47.相带：每个极下每相所占的区域。 48.槽电动势星形：槽的感应电动势相量图呈星形分布。 49.极相组：将一个磁极下属于同一相（即一个相带）的q个线圈， 按照一定方式串联成一组，称为极相组（又称为线圈组）。 50.线圈组数 = 线圈个数/ q,51.三相双层绕组的特点： 每个槽内放置上下两个线圈边 线圈个数等于槽数Q（定子） 线圈组个数 = Q/q 每相线圈组数=2p 每个线圈匝数为NC=每槽导体数/2 每个线圈组的匝数为NC*q 每相串联匝数N（即每极每条支路的

12、匝数） （a:即并联支路数） 52、叠绕组的极相组A的电动势、电流方向与极相组X的电动势电流方向相反。为避免电动势或电流所形成的磁场互相抵消，串联时应将极相组和极相组反向串联，即首首相连把尾端引出，或尾尾相连把首端引出。,53、同步转速 54、气隙磁场正弦分布时交流绕组的感应电动势 设一相绕组的串联匝数为N（即一条支路的串联匝数）则一相的 感应电动势：,单层绕组，因为每相有p个线圈组所以每相串联匝数。 双层绕组，因为每相有2p个线圈组所以每相串联匝数。 式中:a为并联支路数；NC：线圈匝数,53、单相绕组产生的基波磁势空间随s按余弦规律分布，在时间上随wt按正弦规律脉振。 从空间上看轴线为固定

13、不动，从时间上看其瞬时值不断随电流的交变而在正、负幅值之间脉振的磁动势，称为脉振磁动势。脉振磁动势的脉振频率取决于电流的频率。 54、单相绕组的谐波磁动势：从空间上看按v次谐波分布，从时间上看其大小不断的随电流的交变而在正负幅值之间脉振的磁动势，称为脉振磁动势。 55、对称三相绕组中通有对称三相正序电流时，基波合 成磁动势是一个正弦分布、以同步转速向前推移的圆形正向旋转磁动势波，合成磁动势的幅值为单相磁动势幅值的32倍。 当其中一相电流不对称时，便为椭圆形旋转磁动势。,异步电机篇,56、感应电机的结构,感应电机,定子绕组,定子铁心,转子,机座,笼 型 结构,转子铁心,转轴,转子绕组,绕线型 结

14、构,定子,57、转差率S：旋转磁场的转速ns与转子转速n之差称为转差。 转差n与同步转速ns的比值称为转差率，即：,58、三相感应电动机的运行状态：（1）电动机状态，0ns, 电磁转矩为制动转矩；（3）电磁制动状态，s1, n0, 电磁转矩为制动转矩。,59、感应电动机的额定值： 额定功率PN (kW) ：额定运行时轴端输出的机械功率； 额定电压UN (V) ：额定运行时定子绕组的线电压； 额定电流IN (A)：额定电压下运行，输出功率为额定值时，定子绕组的线电流； 额定频率fN(Hz) ：定子的电源频率； 额定转速nN (r/min) ：额定运行时转子的转速。 60、负载时转子磁动势的基波对

15、气隙磁场的影响，称为转子反应。转子反应有两个作用： 使气隙磁场的大小和空间相位发生变化，从而引起定子感应电动势和定子电流发生变化。 它与主磁场相互作用，产生所需要的电磁转矩，以带动轴上的机械负载。,61、定子漏磁通分为：槽漏磁通、端漏磁通和高次谐波磁通。 62、转子电动势和转子电流的频率f2（转差频率） 63、转子磁动势F2 相对转子转速n2=sns=n 相对空间（定子）的速度为ns,无论转子转速怎样变化,定、转子磁动势总是以同速、同向在空间旋转，两者在空间上总是保持相对静止。定、转子磁动势相对静止是产生很定电磁转矩的必要条件。,64、三相感应电动机的T型等效电路,绕组折算方法：,转矩方程 电

16、磁转矩,65、三相感应电动机参数测定 空载试验目的: 确定电动机的激磁参数、铁耗和机械损耗。堵转试验目的:确定感应电动机的漏阻抗。 66、感应电机的最大转矩与电源电压的平方成正比，与定、转子 漏抗之和近似成反比；最大转矩的大小与转子电阻值无关， 临界转差率则与转子电阻成正比：转子电阻增大时，临界转差率 增大，但最大转矩保持不变，此时曲线的最大值将向左偏移； 起动转矩随转子电阻值的增加而增加，直到达到最大转矩为止。 67、 三相笼型异步电动机的起动 直接起动；降压起动：Y- 降压起动，自耦变压器降压起动。 三相绕线型异步电动机的起动：转子串电阻起动，转子串频敏变阻器起动。,68、同步电机分类： 按运行方式，同步电机分发电机、电动机和调相机。,按结构型式，同步电机分旋转电枢式和旋转磁极式。,旋转磁极式同步电机按磁极形状，又分隐极式（汽轮发电机）和凸极式（水轮发电机）两种。 69、同步电机的运行状态 同步电机运行状态，主要取决于定子合成磁场（电枢磁极）